JP2010530055A - Lumen polyp detection - Google Patents
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Abstract
本発明のいくつかの実施形態では、被験者54によって嚥下されて被験者54の胃腸管72を通過するように構成されるカプセル50を含む装置が提供される。カプセル50は、カプセル筐体61と、放射線を放射するように構成される少なくとも1つの放射線源60と、筐体61に対し回転し、放射線源60によって放射される放射線を平行にするように構成される回転式コリメータ63と、放射される放射線に応じて発生する光子を検出するように構成される少なくとも1つの光子検出器62とを含む。本装置は、被験者54の胃腸管72の臨床的特徴を識別するための有用情報を生成するために、光子に関するデータを分析するように構成される制御ユニット52を含む。また、追加の実施形態も記載される。 In some embodiments of the present invention, an apparatus is provided that includes a capsule 50 that is configured to be swallowed by the subject 54 and pass through the gastrointestinal tract 72 of the subject 54. The capsule 50 is configured to be parallel to the capsule housing 61, at least one radiation source 60 configured to emit radiation, and to rotate relative to the housing 61 and to be emitted by the radiation source 60. Rotating collimator 63 and at least one photon detector 62 configured to detect photons generated in response to the emitted radiation. The apparatus includes a control unit 52 configured to analyze data relating to photons to generate useful information for identifying clinical features of the gastrointestinal tract 72 of the subject 54. Additional embodiments are also described.
Description
[関連出願の相互参照]
本特許出願は、本出願の譲受人に譲渡された出願であって、Kimchyらの2007年2月6日出願の米国特許仮出願第60/899,640号「Capsule for colorectal cancer screening」の利益を主張するものであって、参照することによって、本明細書に組み込まれる。
[技術分野]
本発明は、概して、体内腔の状態の検出に係る分野に関し、具体的には、大腸内を進行し、解剖学上(身体構造上)の異常を検出する嚥下式デバイスに関する。
[背景]
西欧諸国において、大腸直腸癌は、主な死亡原因の1つである。原発性大腸直腸癌の早期検出により、5年生存率は90%以上になることが臨床上の証拠によって示唆されている。一方、既に転移が生じている疾患が検出された場合、予後不良が見受けられ(経過あるいは見通しが良くなく)、5年生存率は50%未満になるとともに再発率は30%となることが、臨床上の証拠によって示唆されている。大腸直腸癌スクリーニング検査および早期検出は、このような悪性腫瘍の予後に実質的に肯定的な影響を及ぼす。
[Cross-reference of related applications]
This patent application is an application assigned to the assignee of the present application and is a benefit of Kimchy et al., US Provisional Application No. 60 / 899,640 filed Feb. 6, 2007, “Capsule for collective cancer screening”. , Which is incorporated herein by reference.
[Technical field]
The present invention relates generally to the field of detecting the condition of a body lumen, and specifically to a swallowing device that travels through the large intestine and detects anatomical (body structure) abnormalities.
[background]
Colorectal cancer is one of the leading causes of death in Western countries. Clinical evidence suggests that early detection of primary colorectal cancer results in a 5-year survival rate of over 90%. On the other hand, when a disease in which metastasis has already occurred is detected, a poor prognosis is observed (the course or prospect is not good), and the 5-year survival rate is less than 50% and the recurrence rate is 30%. Suggested by clinical evidence. Colorectal cancer screening tests and early detection have a substantially positive impact on the prognosis of such malignancies.
KimchyのPCT公開公報第WO 05/058129号(「第129号公報」)(参照することによって、本明細書に組み込まれる)には、被験者によって嚥下されるのに適したカプセルについて記載されている。カプセルは、(a)少なくとも1つの放射線源を含む。少なくとも1つの放射線源は、少なくとも10keVのエネルギーを有する放射線を放射するのに適合している。また、カプセルは、(b)少なくとも1つの光子検出器を含む。少なくとも1つの光子検出器は、放射される放射線に応じて発生する光子を検出するのに適している。光子は、少なくとも10keVのエネルギーを有する。加えて、本装置は、制御ユニットを含む。制御ユニットは、被験者の胃腸(GI)管の臨床的特徴(clinically−relevant feature)を識別するための有用情報を生成するために光子に関するデータを分析するのに適している。 Kimchy's PCT Publication No. WO 05/058129 (“No. 129”) (incorporated herein by reference) describes capsules suitable for swallowing by a subject. . The capsule includes (a) at least one radiation source. The at least one radiation source is adapted to emit radiation having an energy of at least 10 keV. The capsule also includes (b) at least one photon detector. At least one photon detector is suitable for detecting photons generated in response to the emitted radiation. The photon has an energy of at least 10 keV. In addition, the device includes a control unit. The control unit is suitable for analyzing data relating to photons to generate useful information for identifying clinically-relevant features of the subject's gastrointestinal (GI) tract.
以下の参照文献(何れも、参照することによって本明細書に組み込まれる)は、着目に値し得る。
Alfanoらの米国特許第6,240,312号
Smithらの米国特許第5,422,926号
Looらの米国特許第5,003,980号
Ziskindの米国特許第4,217,045号
Frontらの米国特許第6,567,687号
Frontの米国特許第6,173,201号
Trebesらの米国特許第6,134,300号および第6,353,658号
Shanksの米国特許第5,721,462号
Kimchyらの米国特許出願公開公報第2002/0099310号
Naglerらの米国特許出願公開公報第2007/0156047号
Kimchyらの米国特許出願公開公報第2006/0237652号
Zilbersteinらの米国特許出願公開公報第2005/0266074号
Roussoらの米国特許出願公開公報第2005/0205792号
Kimchyらの米国特許出願公開公報第2004/0054278号
Kimchyらの米国特許出願公開公報第2004/0054248号
Kimchyらの米国特許出願公開公報第2004/0015075号
Kimchyらの米国特許出願公開公報第2003/0139661号
Frontらの米国特許出願公開公報第2001/0041835号
Frontらの米国特許第6,368,331号
Popperの米国特許出願公開公報第2006/0033029号
Davidらの米国特許出願公開公報第2005/0055174号
Naglerらの米国特許出願公開公報第2004/0204646号
ZilbersteinらのPCT公開公報第WO 05/112895号
NaglerらのPCT公開公報第WO 05/104939号
RoussoらのPCT公開公報第WO 05/067383号
KimchyらのPCT公開公報第WO 04/042546号
KimchyらのPCT公開公報第WO 02/16965号
FrontらのPCT公開公報第WO 0l/62134号
FrontらのPCT公開公報第WO 00/49958号
KimchyのPCT公開公報第WO 05058129A2号
KimchyのPCT公開公報第WO 02/058531号
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以下の米国特許(何れも、参照することによって本明細書に組み込まれる)は、着目に値し得る。
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[概要]
本発明の実施形態は、ポリープと、胃腸(GI)管の癌、特に、大腸直腸癌の可能性が潜伏し得る他の臨床的特徴との検出を対象とする。
No. 4,689,621, No. 4,726,381, No. 4,763,658, No. 4,765,339, No. 4,774,955, No. 4,803,992, No. 4 , 844,076, 4,883,063, 5,353,807, 5,372,133, 5,395,366, 5,415,181, 5,604 No. 5,531, No. 5,778,882, No. 5,792,053, No. 5,800,350, No. 5,829,437, No. 5,833,603, No. 5,842,977 No. 5,853,005, No. 5,993,378, No. 6,169,914, No. 6,240,312, No. 6,254,548, No. 6,317,927, 6,324,418, 6,343,227, 6,368,27 No. 6,400,974, No. 6,423,056, No. 6,428,469, No. 6,428,531, No. 6,440,069, No. 6,453,199, 6,582,365, 6,584,348, 6,607,301, 6,629,776, 6,632,175, 6,709,387, 719,684, 6,764,440, 6,776,165 [Overview]
Embodiments of the present invention are directed to the detection of polyps and other clinical features that can potentially harbor cancer of the gastrointestinal (GI) tract, particularly colorectal cancer.
いくつかの実施形態では、被験者は、大腸直腸癌スクリーニング処置を受ける。一例として、被験者は、放射線不透過性造影剤(硫酸バリウムまたはヨード造影剤等)を嚥下する。続いて、一例として、所定期間待機後、被験者は、カプセルを嚥下する。カプセルは、ガンマ線、X線、またはベータ線の放射線源と、放射線検出器とを備える。カプセルが胃腸管を進行するのに伴って、放射線源は、カプセルの近傍を「照射する」。GI内容物(造影剤を含む)、GI壁、およびGI管の外側の組織は、放射される放射線の散乱媒体として作用する。一例として、主としてコンプトン散乱のプロセスを介する。散乱する光子は、放射線不透過性造影剤を含むGI内容物を通って逆行する。いくつかの実施形態では、カプセルにおける放射線検出器はまた、放射線不透過性造影剤から放射される蛍光X線(XRF)光子、後方散乱するベータ電子、および/または放射線の放射の結果発生する電子をも検出する。コンプトン後方散乱光子、XRF光子、および/または電子に関する計数率情報は、一例として、被験者によって装着される外部記録ユニットに送信される。 In some embodiments, the subject undergoes colorectal cancer screening treatment. As an example, the subject swallows a radiopaque contrast agent (such as barium sulfate or iodine contrast agent). Subsequently, as an example, after waiting for a predetermined period, the subject swallows the capsule. The capsule comprises a gamma ray, X-ray or beta ray radiation source and a radiation detector. As the capsule travels through the gastrointestinal tract, the radiation source “irradiates” the vicinity of the capsule. The GI contents (including contrast agent), the GI wall, and the tissue outside the GI tract act as a scattering medium for the emitted radiation. As an example, mainly through the Compton scattering process. Scattered photons are retrograde through the GI contents containing the radiopaque contrast agent. In some embodiments, the radiation detector in the capsule also includes fluorescent X-ray (XRF) photons emitted from radiopaque contrast agents, backscattered beta electrons, and / or electrons generated as a result of radiation emission. Is also detected. Count rate information regarding Compton backscattered photons, XRF photons, and / or electrons is transmitted, as an example, to an external recording unit worn by the subject.
各検出器によって単位時間毎に収集される計数率が分析される。これらのデータは、胃腸管内にポリープまたはいくつかの他の解剖学上(身体構造上)の変形が存在する可能性を評価可能にする態様(構成画像等)で、医師に提示される。いくつかの実施形態では、前記のデータはまた、そのような変形が存在し得る、大腸の全体的(様々)な領域を示すように分析される。これらのポリープまたは解剖学上の異常は、胃腸管内で腫瘍が増殖を開始することの結果である場合がある。いくつかの実施形態では、本装置によって、医師は、a)管状および絨毛状のポリープと、b)腫瘍性ポリープとを、および/または茎状部を伴うポリープと、茎状部を伴わないポリープとを、区別することが可能となる。提示されたデータに基づいて、医師によって、ポリープ、或いは、癌性または癌の前段階であり得るいくつかの他の解剖学上の異常の存在が疑われる場合、被験者は、一例として、大腸内視鏡検査等のさらなる診断試験に回される。 The count rate collected per unit time by each detector is analyzed. These data are presented to the physician in a manner (such as compositional images) that makes it possible to assess the potential for polyps or some other anatomical (body structure) deformation in the gastrointestinal tract. In some embodiments, the data is also analyzed to show the overall (various) areas of the large intestine where such deformations may exist. These polyps or anatomical abnormalities may be the result of the tumor starting to grow in the gastrointestinal tract. In some embodiments, the device allows a physician to: a) tubular and villous polyps, b) neoplastic polyps, and / or polyps with stems and polyps without stems Can be distinguished from each other. Based on the presented data, if the physician suspects the presence of a polyp or some other anatomical abnormality that may be cancerous or a pre-stage of cancer, It is sent to further diagnostic tests such as endoscopy.
したがって、本発明の実施形態に従って提供される装置は、
カプセル筐体と、
放射線を放射するように構成される少なくとも1つの放射線源と、
筐体に対し回転し、放射線源によって放射される放射線を平行にするように構成される、回転式コリメータと、
放射される放射線に応じて発生する光子を検出するように構成される、少なくとも1つの光子検出器と、
を有し、被験者によって嚥下されて被験者のGI管を通過するように構成されるカプセルと、
被験者の胃腸管の臨床的特徴を識別するための有用情報を生成するために、光子に関するデータを分析するように構成される制御ユニットと、
を含む装置である。
Thus, an apparatus provided in accordance with an embodiment of the present invention is
A capsule housing;
At least one radiation source configured to emit radiation;
A rotating collimator configured to rotate relative to the housing and to collimate radiation emitted by the radiation source;
At least one photon detector configured to detect photons generated in response to the emitted radiation;
A capsule configured to be swallowed by the subject and pass through the subject's GI tract;
A control unit configured to analyze data relating to photons to generate useful information for identifying clinical characteristics of the subject's gastrointestinal tract;
It is the apparatus containing.
ある実施形態では、制御ユニットは、胃腸管内の臨床的着目領域にカプセルが到達したことを検出し、臨床的着目領域にカプセルが到達した旨を検出したことに応じて、コリメータの回転を開始させるように構成される。 In one embodiment, the control unit detects that the capsule has reached the clinical region of interest in the gastrointestinal tract and initiates rotation of the collimator in response to detecting that the capsule has reached the clinical region of interest. Configured as follows.
ある実施形態では、コリメータは、筐体に対し、少なくとも270度の角度をなすまで回転可能である。
ある実施形態では、コリメータは、2つ以上の回転式コリメータからなり、各コリメータは、筐体に対し360度未満の角度をなす範囲で回転可能である。
In certain embodiments, the collimator is rotatable with respect to the housing at an angle of at least 270 degrees.
In some embodiments, the collimator comprises two or more rotary collimators, each collimator being rotatable within an angle of less than 360 degrees with respect to the housing.
ある実施形態では、光子検出器は、筐体に対し回転して、放射される放射線に応じて発生する光子を検出するように構成される。
ある実施形態では、検出器は、少なくとも270度の角度をなすまで回転可能である。
In certain embodiments, the photon detector is configured to rotate relative to the housing to detect photons generated in response to the emitted radiation.
In certain embodiments, the detector is rotatable to make an angle of at least 270 degrees.
ある実施形態では、検出器は、2つ以上の回転式検出器を有し、各検出器は、筐体に対し、360度未満の角度をなす範囲で回転可能である。
加えて、本発明の実施形態に従って提供される装置は、
被験者によって嚥下されるように構成され、放射線を放射し、それに応じて、被験者の胃腸管内の第1の信号および第2の信号を検出するように構成される、カプセルと、
第1の信号を処理し、第1の信号が検出された領域における胃腸管の第1の画像を生成し、
第2の信号を処理し、第2の信号が検出された領域における胃腸管の第2の画像を生成し、
第1の画像および第2の画像を比較することによって、カプセルの移動を検出するように構成される制御ユニットと、
を含む装置である。
In some embodiments, the detector has two or more rotary detectors, each detector being rotatable with respect to the housing within an angle of less than 360 degrees.
In addition, an apparatus provided according to an embodiment of the present invention includes:
A capsule configured to be swallowed by the subject, emitting radiation and correspondingly detecting a first signal and a second signal in the gastrointestinal tract of the subject;
Processing the first signal and generating a first image of the gastrointestinal tract in a region where the first signal is detected;
Processing the second signal to generate a second image of the gastrointestinal tract in the region where the second signal was detected;
A control unit configured to detect movement of the capsule by comparing the first image and the second image;
It is the apparatus containing.
さらに、本発明の実施形態に従って提供される装置は、
少なくとも1つのベータ放射線源と、
ベータ放射線源から放射される放射線に応じて発生する光子を検出するように構成される少なくとも1つの光子検出器と、
を有し、被験者によって嚥下されるように構成されるカプセルと、
検出された光子に関するデータを分析することによって、カプセル近傍の組織密度の示度を導出するように構成される制御ユニットと、
を含む装置である。
Furthermore, an apparatus provided according to an embodiment of the present invention comprises:
At least one beta radiation source;
At least one photon detector configured to detect photons generated in response to radiation emitted from the beta radiation source;
A capsule configured to be swallowed by a subject;
A control unit configured to derive an indication of tissue density near the capsule by analyzing data relating to detected photons;
It is the apparatus containing.
ある実施形態では、制御ユニットは、a)管状および絨毛状のポリープと、b)腫瘍性ポリープとを、組織密度の示度に応じて区別するように構成される。
ある実施形態では、装置は、ベータ放射線源から放射される放射線に応じて発生する電子を検出するように構成される少なくとも1つの電子検出器をさらに有し、制御ユニットは、検出された光子に関するデータおよび検出された電子に関するデータを分析することによって、カプセル近傍の組織密度の示度を導出するように構成される。
In certain embodiments, the control unit is configured to distinguish between a) tubular and villi polyps and b) neoplastic polyps as a function of tissue density readings.
In certain embodiments, the apparatus further comprises at least one electron detector configured to detect electrons generated in response to radiation emitted from the beta radiation source, and the control unit relates to the detected photons. By analyzing the data and data relating to the detected electrons, an indication of tissue density in the vicinity of the capsule is derived.
加えて、本発明の実施形態に従って提供される装置は、
少なくとも1つのベータ放射線源と、
ベータ放射線源から放射される放射線に応じて発生する電子を検出するように構成される少なくとも1つの電子検出器と、
を有し、被験者によって嚥下されるように構成されるカプセルと、
検出された電子に関するデータを分析することによって、カプセル近傍の組織密度の示度を導出するように構成される制御ユニットと、
を含む装置である。
In addition, an apparatus provided according to an embodiment of the present invention includes:
At least one beta radiation source;
At least one electron detector configured to detect electrons generated in response to radiation emitted from the beta radiation source;
A capsule configured to be swallowed by a subject;
A control unit configured to derive an indication of tissue density near the capsule by analyzing data relating to detected electrons;
It is the apparatus containing.
ある実施形態では、制御ユニットは、a)管状および絨毛状のポリープと、b)腫瘍性ポリープとを、組織密度の示度に応じて区別するように構成される。
さらに、本発明の実施形態に従って提供される装置は、
放射線を放射するように構成される少なくとも1つの放射線源と、
放射線源によって放射される放射線に応じて発生するコンプトン後方散乱光子を検出するように構成される少なくとも1つの光子検出器と、
を有し、被験者によって嚥下されるように構成されるカプセルと、
検出されたコンプトン後方散乱光子に関するデータを分析して、カプセル近傍の組織密度の示度を導出することによって、a)管状および絨毛状のポリープと、b)腫瘍性ポリープとを区別するように構成される制御ユニットと、
を含む装置である。
In certain embodiments, the control unit is configured to distinguish between a) tubular and villi polyps and b) neoplastic polyps as a function of tissue density readings.
Furthermore, an apparatus provided according to an embodiment of the present invention comprises:
At least one radiation source configured to emit radiation;
At least one photon detector configured to detect Compton backscattered photons generated in response to radiation emitted by the radiation source;
A capsule configured to be swallowed by a subject;
Configure to distinguish between a) tubular and villi polyps and b) neoplastic polyps by analyzing data on detected Compton backscattered photons and deriving an indication of tissue density near the capsule A control unit,
It is the apparatus containing.
ある実施形態では、放射線源は、X線光子、ガンマ光子、およびベータ電子から成る群から選択される1つ以上の放射性粒子を放射するように構成される。
さらに、本発明の実施形態に従って提供される装置は、
放射線を放射するように構成される少なくとも1つの放射線源と、
放射線源によって放射される放射線に応じて発生するコンプトン後方散乱光子およびXRF光子を検出するように構成される少なくとも1つの光子検出器と、
を有し、被験者によって嚥下されるように構成されるカプセルと、
検出されたコンプトン後方散乱光子およびXRF光子に関するデータを分析して、カプセル近傍の組織密度の示度を導出することによって、a)管状および絨毛状のポリープと、b)腫瘍性ポリープとを区別するように構成される制御ユニットと、
を含む装置である。
In certain embodiments, the radiation source is configured to emit one or more radioactive particles selected from the group consisting of x-ray photons, gamma photons, and beta electrons.
Furthermore, an apparatus provided according to an embodiment of the present invention comprises:
At least one radiation source configured to emit radiation;
At least one photon detector configured to detect Compton backscattered photons and XRF photons generated in response to radiation emitted by the radiation source;
A capsule configured to be swallowed by a subject;
Distinguish between a) tubular and villous polyps and b) neoplastic polyps by analyzing data on detected Compton backscattered and XRF photons and deriving an indication of tissue density near the capsule A control unit configured as
It is the apparatus containing.
ある実施形態では、放射線源は、X線光子、ガンマ光子、およびベータ電子から成る群から選択される1つ以上の放射性粒子を放射するように構成される。
加えて、本発明の実施形態に従って提供される装置は、
放射線を放射するように構成される、少なくとも1つの放射線源と、
放射線源によって放射される放射線に応じて発生する電子を検出するように構成される少なくとも1つの検出器と、
を有し、被験者によって嚥下されるように構成されるカプセルと、
検出されたベータ放射線に関するデータを分析して、カプセル近傍の組織密度の示度を導出することによって、a)管状および絨毛状のポリープと、b)腫瘍性ポリープとを区別するように構成される制御ユニットと、
を含む装置である。
In certain embodiments, the radiation source is configured to emit one or more radioactive particles selected from the group consisting of x-ray photons, gamma photons, and beta electrons.
In addition, an apparatus provided according to an embodiment of the present invention includes:
At least one radiation source configured to emit radiation;
At least one detector configured to detect electrons generated in response to radiation emitted by the radiation source;
A capsule configured to be swallowed by a subject;
It is configured to distinguish between a) tubular and villous polyps and b) neoplastic polyps by analyzing data on detected beta radiation and deriving an indication of tissue density near the capsule A control unit;
It is the apparatus containing.
ある実施形態では、放射線源は、X線光子、ガンマ光子、およびベータ電子から成る群から選択される1つ以上の放射性粒子を放出するように構成される。
さらに、本発明の実施形態に従って提供される装置は、
放射線を放射するように構成される少なくとも1つの放射線源と、
放射線源によって放射される放射線電子およびに応じて発生する光子を検出するように構成される少なくとも1つの検出器と、
を有し、被験者によって嚥下されるように構成されるカプセルと、
検出されたベータ放射線に関するデータを分析して、カプセル近傍の組織密度の示度を導出することによって、a)管状および絨毛状のポリープと、b)腫瘍性ポリープとを区別する制御ユニットと、
を含む装置である。
In certain embodiments, the radiation source is configured to emit one or more radioactive particles selected from the group consisting of x-ray photons, gamma photons, and beta electrons.
Furthermore, an apparatus provided according to an embodiment of the present invention comprises:
At least one radiation source configured to emit radiation;
At least one detector configured to detect radiation electrons emitted by the radiation source and photons generated in response thereto;
A capsule configured to be swallowed by a subject;
A control unit that distinguishes between a) tubular and villous polyps and b) neoplastic polyps by analyzing data on detected beta radiation and deriving an indication of tissue density near the capsule;
It is the apparatus containing.
加えて、本発明の実施形態に従って提供される装置は、
放射線源と、
非回転時は放射線源を被覆するように構成され、閾値を超える回転速度での回転時は放射線源を露出させるように構成される回転式シールドと、
を有し、被験者によって嚥下されるように構成されるカプセルと、
閾値を超える回転速度でシールドを回転させ得るように構成される制御ユニットと、
を含む装置である。
In addition, an apparatus provided according to an embodiment of the present invention includes:
A radiation source;
A rotating shield configured to cover the radiation source when not rotating and configured to expose the radiation source when rotating at a rotational speed exceeding a threshold;
A capsule configured to be swallowed by a subject;
A control unit configured to rotate the shield at a rotational speed exceeding a threshold;
It is the apparatus containing.
ある実施形態では、回転式シールドは、シールドの回転により生じる遠心力によって放射線源を露出させるように構成される。
さらに、本発明の実施形態に従って提供される装置は、
カプセルが胃腸管内にある間、第1の時間および第2の時間において、それぞれ第1のRFパルスおよび第2のRFパルスを放射するように構成される、第1のアンテナと、
それぞれのRFパルスを検出するように構成される第2のアンテナと、
を有し、被験者によって嚥下されて被験者の胃腸管を進行するように構成されるカプセルと、
検出された第1のRFパルスおよび第2のRFパルスの変化に応じて、胃腸管を通るカプセルの移動を識別するように構成される制御ユニットと、
を含む装置である。
In some embodiments, the rotary shield is configured to expose the radiation source by centrifugal force generated by rotation of the shield.
Furthermore, an apparatus provided according to an embodiment of the present invention comprises:
A first antenna configured to radiate a first RF pulse and a second RF pulse, respectively, at a first time and a second time while the capsule is in the gastrointestinal tract;
A second antenna configured to detect each RF pulse;
A capsule configured to be swallowed by the subject and travel through the subject's gastrointestinal tract;
A control unit configured to identify movement of the capsule through the gastrointestinal tract in response to changes in the detected first and second RF pulses;
It is the apparatus containing.
加えて、本発明の実施形態に従って提供される装置は、
カプセルが胃腸管内にある間、第1の時間と第2の時間との間の電圧降下を生じさせるように構成される2つの電極を有し、被験者によって嚥下され被験者の胃腸管を進行するように構成されるカプセルと、
第1の時間および第2の時間に電極間を流れる電流の変化に応じて、胃腸管を通るカプセルの移動を識別するように構成される、制御ユニットを含む、装置である。
In addition, an apparatus provided according to an embodiment of the present invention includes:
While the capsule is in the gastrointestinal tract, it has two electrodes configured to cause a voltage drop between a first time and a second time, and is swallowed by the subject to travel through the subject's gastrointestinal tract A capsule composed of
An apparatus comprising a control unit configured to identify movement of a capsule through the gastrointestinal tract in response to changes in current flowing between electrodes at a first time and a second time.
さらに、本発明の実施形態に従って提供される装置は、
カプセルの配置を検出するように構成されるセンサを有し、被験者によって嚥下されて被験者の胃腸管を進行するように構成されるカプセルと、
検出される配置に応じて、カプセルが被験者の肛門から排出されたことを判断するように構成される制御ユニットと、
を含む装置である。
Furthermore, an apparatus provided according to an embodiment of the present invention comprises:
A capsule having a sensor configured to detect the placement of the capsule and configured to be swallowed by the subject to travel through the subject's gastrointestinal tract;
A control unit configured to determine that the capsule has been expelled from the subject's anus, depending on the detected arrangement;
It is the apparatus containing.
ある実施形態では、カプセルは、胃腸管に関するデータをその胃腸管を進行する間取得するように構成され、制御ユニットは、カプセルが被験者の肛門から排出された旨の検出に応じて、検出されたデータをカプセルからダウンロードするように構成される。 In certain embodiments, the capsule is configured to acquire data regarding the gastrointestinal tract while traveling through the gastrointestinal tract, and the control unit is detected in response to detecting that the capsule has been expelled from the subject's anus. Configured to download data from the capsule.
加えて、本発明の実施形態に従って提供される装置は、
少なくとも1つの放射線源と、
放射線源から放射される放射線に応じて発生する光子を検出するように構成される少なくとも1つの光子検出器と、
を有し、被験者によって嚥下されて被験者の胃腸管を通過するように構成されるカプセルと、
検出された光子に関するデータを分析することによって、被験者の胃腸管内にあるポリープであって茎状部を伴うポリープと茎状部を伴わないポリープとを区別するように構成される制御ユニットと、
を含む装置である。
In addition, an apparatus provided according to an embodiment of the present invention includes:
At least one radiation source;
At least one photon detector configured to detect photons generated in response to radiation emitted from the radiation source;
A capsule configured to be swallowed by the subject and pass through the subject's gastrointestinal tract;
A control unit configured to distinguish between polyps with stalks and polyps without stalks in the gastrointestinal tract of the subject by analyzing data on detected photons;
It is the apparatus containing.
ある実施形態では、放射線源は、ベータ放射線源を含む。
さらに、本発明の実施形態に従って提供される装置は、
放射線を放射するように構成される少なくとも1つの放射線源と、
放射線源によって放射される放射線に応じて発生するコンプトン後方散乱光子およびXRF光子を検出するように構成される少なくとも1つの光子検出器と、
を有し、被験者によって嚥下されて被験者の大腸を通過するように構成されるカプセルと、
(a)大腸に沿った複数の密集点にて検出された光子のコンプトン光子束およびXRF光子束を分析し、(b)被験者の大腸内の密集点における造影剤の濃度変化の低さ度合いを推測することによって、カプセルと大腸壁との間の距離を予測するように構成される制御ユニットと、
を含む装置である。
In certain embodiments, the radiation source comprises a beta radiation source.
Furthermore, an apparatus provided according to an embodiment of the present invention comprises:
At least one radiation source configured to emit radiation;
At least one photon detector configured to detect Compton backscattered photons and XRF photons generated in response to radiation emitted by the radiation source;
A capsule configured to be swallowed by the subject and pass through the subject's large intestine;
(A) Analyzing the Compton photon flux and XRF photon flux of photons detected at a plurality of dense points along the large intestine, and (b) determining the low degree of change in contrast agent concentration at the dense points in the large intestine of the subject. A control unit configured to predict the distance between the capsule and the colon wall by guessing;
It is the apparatus containing.
加えて、本発明の実施形態に従って提供される方法は、
被験者に造影剤を投与するステップと、
被験者にカプセルを投与するステップであって、カプセルは、被験者によって嚥下されて被験者の大腸を進行するように構成される、ステップと、
被験者の大腸内において、造影剤を通してカプセルから放射線を放射するステップと、
大腸に沿った複数の密集点にて放射される放射線に応じて発生するコンプトン後方散乱光子およびXRF光子の光子束を検出するステップと、
検出されたコンプトンおよびXRF光子束を分析し、被験者の大腸内の密集点における造影剤の濃度変化の低さ度合いを推測することによって、カプセルと大腸の壁との間の距離を判断するステップと、
を含む方法である。
In addition, methods provided according to embodiments of the present invention include:
Administering a contrast agent to the subject;
Administering a capsule to a subject, wherein the capsule is configured to be swallowed by the subject to advance through the subject's large intestine;
Emitting radiation from the capsule through a contrast agent in the subject's large intestine;
Detecting a photon bundle of Compton backscattered photons and XRF photons generated in response to radiation emitted at a plurality of dense points along the large intestine;
Determining the distance between the capsule and the colon wall by analyzing the detected Compton and XRF photon flux and inferring a low degree of contrast change in the concentration of the contrast agent in the subject's colon. ,
It is a method including.
ある実施形態では、距離を判断するステップは、密集点で検出された束に基づいて、平均造影剤濃度を判断するステップを含む。
ある実施形態では、光子束を検出するステップは、カプセルが複数の密集点にある時のそれぞれにおいて、光子束を検出するステップを含み、密集点は、大腸の単一膨起内にある。
In some embodiments, determining the distance includes determining an average contrast agent concentration based on the bundle detected at the dense point.
In certain embodiments, detecting the photon flux includes detecting the photon flux at each time the capsule is at a plurality of confluences, wherein the confluence is within a single bulge of the large intestine.
ある実施形態では、光子束を検出するステップは、カプセルが複数の密集点にある時のそれぞれにおいて、光子束を検出するステップを含み、密集点は、大腸の20mm〜40mmの長さの範囲内にある。 In some embodiments, detecting the photon flux includes detecting the photon flux at each of the capsules at a plurality of dense points, wherein the dense point is within a range of 20 mm to 40 mm in length of the large intestine. It is in.
本発明は、以下の図面をもとにした実施形態の詳細な説明からより十分に理解され得る。 The present invention can be more fully understood from the detailed description of the embodiments based on the following drawings.
[実施形態の詳細な説明]
図1について説明する。図1は、本発明の実施形態に従う、被験者54のGI管72をスクリーニングするためのスクリーニングシステム40の略図である。システム40は、多くの側面において、概して、公報第129号に記載されるスクリーニングシステムに類似する。システム40は、一例として、摂取可能なカプセル50と、外部データ記録ユニット52とを備える。ある適用例では、データ記録ユニット52は、被験者の腰部の周囲のベルト59上(図1参照)または手首等の被験者の身体上のいずれかの場所(構成図示せず)に装着される。あるいは、ある適用例では、カプセル50は、内部データ記録ユニットを備え、外部データ記録ユニット52は設けられない。これらの適用例では、カプセル50によって記録されるデータは、カプセルが身体から排出された後に読み出される。システム40を使用する一例のスクリーニング処置では、経口造影剤70が被験者に投与される。造影剤70は、一例として、実質的に血流内に吸収されずに、胃腸管を通過して便とともに排出されるように適合している。造影剤投与後(例えば、造影剤投与後の数時間後)、被験者54は、カプセル50を嚥下する。
[Detailed Description of Embodiment]
With reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram of a
図2について説明する。図2は、本発明の実施形態に従う、カプセル50の略図である。カプセル50は、少なくとも1つの放射線源60を備える。放射線源60は、ガンマおよび/またはX線(すなわち、少なくとも10keVのエネルギーを有する放射線)を放射するように適合している。放射線源は、筐体61内に配置される。代替として、または加えて、カプセル内に配置される放射線源60および/または追加の放射線源は、ベータ放射線を放射する。カプセル50は、さらに、少なくとも1つの、ガンマおよび/またはX線放射線検出器62を備える。また、通常は(一例では)、放射線源60によって発出する放射線を平行にするように適合している、少なくとも1つのコリメータ63、をさらに備える。代替として、または加えて、カプセル内に配置される、検出器62および/または追加の検出器は、放射線源60から放射される放射線に応じて発生する後方散乱ベータ粒子および/または電子を検出するように適合している。ある適用例では、放射線源60は、放射性同位体を備える。代替として、放射線源60は、小型放射線発生器を備える。また、カプセル50は、一例として、電子回路64と、電源供給装置66(例えばバッテリ)と、外部データ記録ユニット52と通信するための無線通信デバイスと、放射線シールド68と、を備える。いくつかの実施形態では、カプセルは、圧力センサ69を備える。好ましい種々の適用例では、無線通信デバイスは、電子デバイス65および67を備えてもよい。電子デバイス65および67は、アンテナまたは電極を備え得る。
With reference to FIG. FIG. 2 is a schematic diagram of a
一例では、シールド68は、カプセルが胃腸管を走査していない時、放射される放射線から被験者を遮蔽(保護)するように構成される。ベータ放射線がカプセルから放射される実施形態では、シールドは、一例として、高密度セラミック材料を備え、電子を阻止し、同時に、二次的「阻止放射」X線(secondary “stopping radiation“ x−rays)が生成されるのを低減する。加えて、その外側周縁上にてセラミックシールドおよび高原子番号金属シールドの組み合わせが使用され、二次的X線の放射が低減されてもよい。二次的X線は、コリメータ孔63を通して放射線源60から出射してカプセル筐体に衝突する光子のコンプトン相互作用の結果として生じる。本表面上におけるコンプトン相互作用からの光子のいくつかは、検出器62の方向に戻り、検出され得る。いくつかの実施形態では、シールド68は、本相互作用後に検出器に到達する光子の数を低減させる。
In one example, the
本発明のいくつかの実施形態では、放射線源60、コリメータ63、放射線シールド68、放射線検出器62、および/または電子回路64は、走査中、回転する。例えば、コリメータおよび/または検出器は、270度を超えて、例えば、360度まで回転し得る。
In some embodiments of the present invention,
いくつかの実施形態では、圧力センサ69が、大腸筋の収縮に関連する圧力の変化を感知するのに伴って、カプセルは、コリメータ63を開放するとともに、放射線源60を露出させることによって、走査を開始する。続いて、放射線シールド68および放射線検出器62は、一例では、1秒当たり2〜50回の速度で回転を開始する。ある適用例では、1秒当たり50〜500回の速度で回転を開始する。各コリメータ63が、特定の角度領域へのガンマまたはX線光子の放射を許可(許容)するのに伴って、コリメータとともに回転する放射線検出器62は、コンプトン後方散乱光子、蛍光X線光子、および/または電子を検出する。コンプトン後方散乱光子、蛍光X線光子、および/または電子は、前記の角度領域内にある大腸内容物から返ってくる。いくつかの実施形態では、カプセルの回転部分が回転するため、大腸壁の収縮によって大腸内容物が移動する結果カプセルが前方に移動するのに伴い、カプセル周囲の全周の走査が可能となる。いくつかの実施形態では、カプセルの半径方向走査解像度は、カプセルの回転可能部分の回転速度を変更することによって、および/または光子束が結合される時間間隔を角度領域毎に変更することによって、変動する。例えば、各角度領域において、より長期間にかけて光子束が結合される場合、各角度領域がより大きくなり、カプセルの一回転当たりの角度領域は少なくなるであろう。
In some embodiments, as the
ある適用例において、カプセルは、複数の検出器を備える。検出器はそれぞれ、360度未満の角度まで回転する。しかし、複数の検出器は、360度走査する。例えば、カプセルは、それぞれが180度まで回転する2つの検出器を備えてもよい。その2つの検出器の組み合わせにより、360度の走査が可能となる。代替として、または加えて、カプセルは、複数のコリメータ63を備える。コリメータはそれぞれ、360度未満の角度まで回転する。しかし、複数のコリメータは、360度走査する。例えば、カプセルは、それぞれが180度まで回転する2つのコリメータを備えてもよい。その2つのコリメータの組み合わせにより、大腸の周囲360度まで放射線源60をさらすことが許容され得る。
For certain applications, the capsule comprises a plurality of detectors. Each detector rotates to an angle of less than 360 degrees. However, multiple detectors scan 360 degrees. For example, the capsule may comprise two detectors, each rotating up to 180 degrees. The combination of the two detectors allows a 360 degree scan. Alternatively or additionally, the capsule comprises a plurality of collimators 63. Each collimator rotates to an angle of less than 360 degrees. However, the multiple collimators scan 360 degrees. For example, the capsule may comprise two collimators, each rotating up to 180 degrees. The combination of the two collimators may allow the
ある適用例では、前述のようにカプセルの一部が回転する一方、カプセルの他の部分は、概して、不動である。例えば、不動部分は、モータ(図示せず)、電源供給装置(例えばバッテリ66)、圧力センサ69、および/または傾斜センサ(図示せず)を含んでもよい。ある適用例において、信号の送信およびカプセルの不動部分からカプセルの回転部分への電流の供給は、スリップリングを介して行われる。スリップリングは、データ信号を送信し、電流を供給するように構成される。いくつかの実施形態では、回転式エンコーダは、カプセル内に組み込まれる。そして、回転式エンコーダの回転に伴って、電子回路およびカプセルソフトウェアにより、カプセルの回転部分の回転位置が追跡されることが可能である。このことにより、回路によって、検出された各光子がその適切な角度領域に関連付けられることが可能となる。ある適用例では、回転式エンコーダは、均等な領域(一例では、4〜128の領域)に分割されたスリップリング上の非連続的伝導性表面を経由して、スリップリングに内蔵される。電子回路により、回転スリップリングの回転に応じて、その回転スリップリングの位置を検出することが可能である。いくつかの実施形態では、360度回転の完了をマークするために、エンコーダは、欠落領域箇所のような標識(マーカー)を備える。例えば、これによって、電子機器は、回転毎に再同期可能となり、したがって、回転速度の変動または位置検出の誤差を補償する。
For some applications, as described above, one part of the capsule rotates while the other part of the capsule is generally immobile. For example, the immobile portion may include a motor (not shown), a power supply device (eg, battery 66), a
ある適用例では、カプセル50は、所定の時間間隔で大腸を走査する。このため、カプセルが非常にゆっくりと移動していて圧力変化が感知されない場合でも、大腸全体の走査が確実となり得る。例えば、カプセルは、5〜30秒毎、および/または0.5〜5分毎に、大腸を走査してもよい。
For some applications, the
ある適用例では、放射線シールド68は、カプセルがそのカプセル自身の移動を感知する場合のみ、例えば、圧力センサ69による大腸内の圧力変化の検出に応じて、コリメータ63を開放するように設定される。このように、大腸を走査することおよび患者を放射線へさらすことは、概して、大腸内容物が移動している期間のみに限定される。したがって、患者にとって、全般的に放射線にさらされることが低減する。いくつかの実施形態では、走査は、カプセルが圧力変化を感知する場合のみ行われるため、これによって、消費電力が節約される。
In one application, the
いくつかの実施形態では、カプセル50が排便を示す圧力変化を検出することに応じて、カプセルは、大腸を介した高速移動が予期されることに伴い、継続的に走査する。一例では、圧力変化の感知に応じて、カプセルは、10秒〜1分、または1分〜10分の期間、継続的に走査する。いくつかの実施形態では、カプセルの移動は、他の感知手段を使用して検出される。
In some embodiments, in response to the
いくつかの実施形態では、無線(RF)送信および受信が使用されて、カプセル50が移動しているか否かが測定され、および/またはカプセルの移動速度が検出される。このために、カプセルは、数秒毎、一例では、1〜60秒毎に、電子デバイス65(例えば、アンテナ)から無線短波(RFパルス)を送信する。そして、カプセル上の異なる場所に位置する電子デバイス67(例えば、別のアンテナ)から信号を受信する。カプセルが最後の時間間隔で移動した場合、受信される信号は、異なる振幅を有するであろう。大腸内容物の低インピーダンスおよび高減衰のため、大腸内のカプセルの相対位置のいかなる変化も、RF信号を変化させる。
In some embodiments, radio (RF) transmission and reception are used to measure whether the
いくつかの実施形態では、低電圧パルス送信および受信が使用されて、カプセル50が移動しているか否かが測定され、および/またはカプセルの移動速度が検出される。このために、カプセルは、数秒毎、一例では、1〜60秒毎に、カプセル上の異なる場所に位置する2つ以上の電子デバイス65,67(例えば、電極)の間に低周波電圧パルスを発生させる。カプセルが最後の時間間隔で移動した場合、大腸内のカプセルの相対位置の変化によって生じるインピーダンスの変化のため、電圧パルスによって誘発される電流は、異なる振幅を有するであろう。
In some embodiments, low voltage pulse transmission and reception are used to measure whether the
いくつかの実施形態では、本技術分野において周知の磁気流量計が使用されて、カプセル50の移動速度が測定される。一例では、小型磁石が、カプセル50に近接して、またはカプセル50の表面に配置されて、磁場が、大腸全体に印加される。2つ以上の電極は、印加された磁場にわたって磁石が移動することによって誘発される電圧を測定する。カプセルの移動の速度は、誘発された電圧の強度から推測される。
In some embodiments, a magnetic flow meter well known in the art is used to measure the moving speed of the
いくつかの実施形態では、カプセル50および/または外部データ記録ユニット52は、適合アルゴリズムを起動し、走査の周波数を最適化する。アルゴリズムは、時間の関数として、大腸の撮像領域全ての測定値の差異を評価することによって機能する。ある実施形態では、アルゴリズムは、各領域について、所与の数の走査測定値の記録(例えば、所与の数の走査測定値のそれぞれに対するコンプトン後方散乱光子の計数率)を保持し、通過したそれらの領域についての平均を計算する。次いで、アルゴリズムは、現在の測定値と平均値とを比較する。平均値の2乗と現在の測定値の2乗との間の差異が下方の閾値を下回る場合、次の測定は、前の時間間隔よりも長い時間間隔に続いて行われるように設定される。一例では、最大時間間隔を超える時間間隔には延長されない。平均値の2乗と現在の測定値の2乗との間の差異が上方の閾値を上回る場合、次の測定は、前の時間間隔よりも短い時間間隔に続いて行われる。平均値の2乗と現在の測定値の2乗との間の差異が上方の閾値と下方の閾値との間である場合、次の測定が行われるまで、時間間隔は一定のままである。
In some embodiments, the
いくつかの実施形態では、適合アルゴリズムは、時間の関数として、圧力測定値の差異を評価する。例えば、アルゴリズムは、いくつかの過去の圧力測定値の記録を保持してもよく、これらの過去の時間の圧力測定値の平均および標準偏差を計算してもよい。次いで、アルゴリズムは、現在の圧力測定値と平均値とを比較する。平均値の2乗と新しい測定値の2乗との差異が、ある閾値よりも大きい場合、カプセルは、走査を開始する、または、以前に走査していた速度よりも高速度で走査する。いくつかの実施形態では、閾値は、過去のいくつかの測定値の平均およびこれらの測定値の標準偏差に基づき、それらに適合して設定される。一例では、カプセルは、圧力の検出に応じて走査を開始する。圧力は、1から10の標準偏差、または所与の値+1から10の標準偏差である。それらの標準偏差は、前出の測定値(その測定値は所与の個数ある)の平均を上回る。 In some embodiments, the fitting algorithm evaluates pressure measurement differences as a function of time. For example, the algorithm may keep a record of several past pressure measurements and may calculate the average and standard deviation of these past time pressure measurements. The algorithm then compares the current pressure measurement with the average value. If the difference between the mean square and the new measured square is greater than a certain threshold, the capsule starts scanning or scans at a higher speed than previously scanned. In some embodiments, the threshold is set in accordance with an average of several past measurements and a standard deviation of these measurements. In one example, the capsule starts scanning in response to detecting pressure. The pressure is 1 to 10 standard deviations or a given value +1 to 10 standard deviations. Their standard deviation is above the average of the previous measurements (there are a given number).
いくつかの実施形態では、それぞれの画像は、放射線検出器62によって検出されたデータに応じて生成される。適合アルゴリズムが使用され、それぞれの画像が互いに比較されることによって、カプセルの移動および/または移動速度が検出される。いくつかの実施形態では、適合アルゴリズムは、カプセルが圧力変化を検出することに応じて適用される。一例では、アルゴリズムによれば、カプセルの移動および/または移動速度の検出に応じて、カプセルの連続走査の間の時間間隔が変動する。いくつかの実施形態では、アルゴリズムにより、前のいくつかの画像の平均である画像が構築され、次いで、アルゴリズムにより、現在の画像と平均画像とが比較される。一例では、アルゴリズムによれば、カプセルの移動および/または移動速度の検出に応じて、カプセルの連続走査の間の時間間隔が変動する。いくつかの実施形態では、アルゴリズムは、圧力センサによる圧力変化の検出に応じて起動される。
In some embodiments, each image is generated in response to data detected by
本発明の実施形態では、傾斜センサがカプセルの不動部分内において採用され、カプセルの3D傾斜角度が監視される。その3D傾斜角度は、地球の重心と相対的な角度である。事後処理の間に基準系を再調節するために、その情報はカプセルにより使用されて走査の間の回転が感知される。本情報は、一例では、カプセルから外部データ記録ユニット52に送信される。
In an embodiment of the invention, a tilt sensor is employed in the stationary part of the capsule and the 3D tilt angle of the capsule is monitored. The 3D tilt angle is an angle relative to the center of gravity of the earth. In order to readjust the reference system during post processing, that information is used by the capsule to sense rotation during scanning. In one example, this information is transmitted from the capsule to the external
いくつかの実施形態では、カプセルの傾斜角度に関するデータ、カプセルの圧力変化に関するデータ、および/またはカプセルの加速に関するデータが使用され、カプセルが被験者の肛門から排出された時点が識別される。一例では、カプセルが排出された旨の検出に応じて、カプセルからのデータは、即座に、外部データ記録ユニット52に送信される。
In some embodiments, data relating to the tilt angle of the capsule, data relating to capsule pressure changes, and / or data relating to capsule acceleration are used to identify when the capsule is expelled from the subject's anus. In one example, in response to detecting that the capsule has been ejected, the data from the capsule is immediately transmitted to the external
いくつかの実施形態では、放射線源60は、ベータ放射線を放出する。放射される高エネルギー電子は、大腸内容物、大腸壁の組織、および大腸外側の組織と直接相互作用する。電子は、これらの相互作用によって散乱し、電子の一部は、種々のエネルギーレベルで後方散乱し、検出器62によって検出される。放射される電子は、一例では、1メガ電子ボルト(MeV)を超える、例えば、1.5〜7MeVのエネルギーを有する。例えば、ガンマおよび/またはX線放射線よりも、ベータ放射線を主とした放射によれば、放射線の使用がより少なくなり得る。電子は、光子よりも高い確率で物質と相互作用するためである。さらに、ベータ放射線は、電子のエネルギーに依存する最大範囲を有する。例えば、Y-90によって放射される電子は、水中で11mmの最大範囲を有する。したがって、放射線への曝露は制限される。具体的には、大腸外側の組織が限定的に曝露されるように、または放射線に曝露されないように制限される。
In some embodiments, the
ある適用例では、電子の後方散乱が使用され、カプセル50近傍の組織密度の小変化が感知される。これは、同様に、a)管状および絨毛状のポリープと、b)腫瘍性ポリープとを区別するために使用される。管状および絨毛状ポリープは、一例では、腫瘍性ポリープよりも高い密度を有する。管状および絨毛状のポリープは、腫瘍性ポリープよりも癌性になる可能性が高い。いくつかの実施形態では、放射されるベータ放射線は、大腸内において電子および/またはXRF光子を発生する。
In some applications, electron backscattering is used to detect small changes in tissue density near the
本発明のいくつかの実施形態では、ベータ放射線に応じて発生する電子および/または光子が検出され、カプセルに近接する組織の密度を定量化するために使用される。本情報は、医師が、a)管状または絨毛状、あるいはb)腫瘍性のいずれかにポリープを分類するために有用となり得る。 In some embodiments of the invention, electrons and / or photons generated in response to beta radiation are detected and used to quantify the density of tissue proximate to the capsule. This information can be useful for physicians to classify polyps as either a) tubular or villous, or b) neoplastic.
いくつかの実施形態では、放射線源60は、ベータ放射線、また、ガンマおよび/またはX線放射線をも放射する。例えば、ベータ放射線は、カプセルの近接範囲での高感度の検出のために使用されてもよい。一方、ガンマおよび/またはX線放射線は、カプセルからより長い範囲において、より敏感であってもよい(より良く反応しても良い)。そのような実施形態では、検出器62は、一例として、後方散乱電子、ならびに後方散乱コンプトン光子およびXRF光子を検出する。いくつかの実施形態では、カプセルは、光子を放射する第1の放射線源と、ベータ放射線を放射する追加の放射線源とを有する。いくつかの実施形態では、カプセルは、光子を検出する第1の放射線検出器と、ベータ放射線を検出する追加の検出器とを有する。
In some embodiments, the
本発明のいくつかの実施形態では、放射されるX線および/またはガンマ光子に応じて発生するコンプトン後方散乱が使用され、カプセルに近接する組織の密度が定量化される。本情報は、医師が、a)管状または絨毛状、あるいはb)腫瘍性のいずれかにポリープを分類するために有用となり得る。 In some embodiments of the present invention, Compton backscatter that occurs in response to emitted X-rays and / or gamma photons is used to quantify the density of tissue proximate to the capsule. This information can be useful for physicians to classify polyps as either a) tubular or villous, or b) neoplastic.
本発明のいくつかの実施形態では、放射されるX線および/またはガンマ光子に応じて発生するコンプトン後方散乱およびXRF光子が使用され、カプセルに近接する組織の密度が定量化される。一例として、これは、以下のパラグラフに記載されるように、XRF光子束の変動と、コンプトン後方散乱光子束の変動とを関連付けることによって達成される。対応する蛍光X線光子束の変動と関連付けられていないコンプトン後方散乱光子束の変動は、組織密度の変化を示すと解釈される。これは、a)管状または絨毛状、あるいはb)腫瘍性にポリープを分類するために使用されてもよい。 In some embodiments of the invention, Compton backscatter and XRF photons generated in response to emitted X-rays and / or gamma photons are used to quantify the density of tissue proximate to the capsule. As an example, this is accomplished by associating XRF photon flux variations with Compton backscattered photon flux variations, as described in the following paragraphs. Compton backscattered photon flux variations that are not associated with corresponding fluorescent X-ray photon flux variations are taken to indicate changes in tissue density. This may be used to classify polyps as a) tubular or villous, or b) neoplastic.
放射線源60によって放射される放射線に応じて、XRF光子は、一例では、造影剤70を含有する大腸内容物からのみ放射される。コンプトン後方散乱光子は、大腸内容物から、ならびに大腸壁およびその向こう側の組織から放射される。したがって、いくつかの実施形態では、XRF光子束は正規化され、次いで、コンプトン光子束から差し引かれる。そして、大腸およびその向こう側の組織に関連する光子束の自動評価が可能となる。一例では、コンプトン光子束は、カプセルから組織表面までの距離の平方根に比例するためである。正規化されたXRF光子束とコンプトン光子束との間の差異は、主に、大腸の組織によるものである。さらに、コンプトン光子束は、組織の密度に依存する。したがって、コンプトン光子束を分析することによって、本発明のいくつかの実施形態によって提供される自動アルゴリズムでは、コンプトン光子が後方散乱された組織の密度が判断される。
In response to the radiation emitted by
次に、図3A,Bについて説明する。図3A,Bは、本発明の実施形態に従う、シールド羽根80を備える、カプセル50の放射線シールド68の略図である。本発明の実施形態では、カプセルが胃腸管を走査していない時、シールド羽根は閉鎖され(図3Aに示されるように)、被験者は、放射線源60から遮蔽される(保護される)。胃腸管の走査を開始するために、放射線源60は、シールド68が検出器62とともに回転することによって露出する。その回転により、遠心力がシールド羽根80に作用し、シールド羽根80が開放して放射線源60が露出する(図3Bに示されるように)。非回転時、シールド羽根80は、一例では、バネの使用により、閉鎖状態に保持される。回転シールド羽根は、カプセル50の筐体61内に配置され、これによりカプセルの可動部と大腸壁との間の接触が回避される。他の実施形態では、他の技術が採用されて、シールド68および/または放射線源60が移動する(例えば、ソレノイドの有効化によって)。
Next, FIGS. 3A and 3B will be described. 3A and 3B are schematic views of the
次に、図4A,Bについて説明する。図4A,Bは、それぞれ第1のブタおよび第2のブタの大腸内で誘発されたそれぞれのポリープの高さマップである。高さマップは、本発明の実施形態に従って生成されている。本発明のいくつかの実施形態では、処理アルゴリズムが採用され、茎状部を伴うポリープと茎状部を伴わないポリープとが区別される。アルゴリズムは、一例では、カプセルが数ミリメートルよりも大きい(例えば、6mmを超える)ポリープに接触しがちであるという事実に依存する。カプセルを前方に押し出すために大腸壁が収縮するためである。ポリープとの接触によって、ポリープは、カプセルの経路に沿って整列する。故に、カプセルがポリープ近傍を進行するのに伴って、大腸の縦軸に沿ってポリープが伸長する。ポリープの伸長によって、カプセルがポリープを通過するのに伴い、ポリープの茎状部がカプセルに露呈する。ポリープの中心が、カプセルの移動の方向に引きずられるため、一例では、ポリープの伸長によってポリープの画像において非対称が生じる。 Next, FIGS. 4A and 4B will be described. 4A and B are height maps of respective polyps induced in the large intestine of the first and second pigs, respectively. The height map has been generated according to an embodiment of the present invention. In some embodiments of the invention, processing algorithms are employed to distinguish between polyps with stems and polyps without stems. The algorithm relies on the fact that, in one example, the capsule tends to touch a polyp that is larger than a few millimeters (eg, greater than 6 mm). This is because the colon wall contracts in order to push the capsule forward. Upon contact with the polyp, the polyp is aligned along the path of the capsule. Therefore, as the capsule advances in the vicinity of the polyp, the polyp extends along the longitudinal axis of the large intestine. As the capsule passes through the polyp due to elongation of the polyp, the stem of the polyp is exposed to the capsule. In one example, polyp stretching causes asymmetry in the polyp image because the polyp center is dragged in the direction of capsule movement.
図4Aは、第1のブタの大腸内に誘発された平坦ポリープの高さマップである。そのマップは、前述の装置を使用して生成されている。図4Bは、第2のブタの大腸内に誘発された茎状部を伴うポリープの高さマップである。それぞれの高さマップの形状において、差異が観察され得る。図4Bのマップは、茎状部を伴うポリープに付随する細長い尾を有する。カプセルの移動の方向は、紙面における上方であり、ポリープは、その方向に引きずられていた。いくつかの実施形態では、ポリープが潜在的に癌性であるという可能性は、ポリープが茎状部を有するかどうかの判断によって評価される。(ポリープおよびその癌への進行に関する臨床的研究では、茎状部を伴うものは、癌性になる可能性が低い一方、茎状部を伴わないポリープ(平坦ポリープ)は、癌性になる可能性が高いことが示唆される。)
本発明のいくつかの実施形態では、ある所与の点におけるカプセルと大腸壁との間の距離が予測される。加えて、ポリープのサイズまたは大腸内の他の構造が予測される。これらの予測を可能にするために、XRFの束およびコンプトン後方散乱光子の束が、大腸の至る所の多数の測定において、同時に測定され、これらの値は、事後処理のために記録される。造影剤の濃度は、一例では、大腸に沿って変化する。さらに、XRF光子束およびコンプトン光子束は両方、造影剤濃度に関連して変化する。したがって、大腸に沿ってXRFおよびコンプトン後方散乱データを検出することによって、カプセルと大腸壁との間の実際の距離および大腸内の特徴物の実際のサイズを予測することが可能となる。これは、2つの未知数である距離および造影剤濃度に関連するXRFおよびコンプトン光子束に関連する方程式を同時に解くことによって行われる。
FIG. 4A is a height map of a flat polyp induced in the colon of the first pig. The map has been generated using the device described above. FIG. 4B is a polyp height map with stems induced in the colon of a second pig. Differences can be observed in the shape of each height map. The map of FIG. 4B has an elongated tail associated with a polyp with a stem. The direction of movement of the capsule was upward on the page, and the polyp was dragged in that direction. In some embodiments, the likelihood that the polyp is potentially cancerous is assessed by determining whether the polyp has a stem. (In clinical studies on polyps and their progression to cancer, those with stems are unlikely to become cancerous, while polyps without stems (flat polyps) can become cancerous It is suggested that the nature is high.)
In some embodiments of the invention, the distance between the capsule and the colon wall at a given point is predicted. In addition, the size of the polyp or other structure within the large intestine is expected. To enable these predictions, the XRF bundle and the Compton backscattered photon bundle are measured simultaneously in multiple measurements throughout the large intestine, and these values are recorded for post processing. In one example, the concentration of contrast agent varies along the large intestine. Furthermore, both XRF and Compton photon fluxes vary in relation to contrast agent concentration. Thus, by detecting XRF and Compton backscatter data along the large intestine, it is possible to predict the actual distance between the capsule and the large intestine wall and the actual size of features in the large intestine. This is done by simultaneously solving the equations related to the XRF and Compton photon flux related to the two unknowns, distance and contrast agent concentration.
蛍光X線(XRF)について、カプセルと大腸壁との間の距離を記述する方程式は、検出される光子束の関数として、以下のようになる。
Lxrf=Kxrf*[Ln(Ixrf)/(-μxrf*ρ)]
式中、Lxrfは、カプセルと大腸壁との間の予測距離である。Kxrfは、既知のスカラ定数である。Ixrfは、測定されるXRF光子束である。μxrfは、既知のXRF相互作用確率である。ρは、造影剤濃度である。
For X-ray fluorescence (XRF), the equation describing the distance between the capsule and the colon wall is as a function of the detected photon flux:
Lxrf = Kxrf * [Ln (Ixrf) / (− μxrf * ρ)]
Where Lxrf is the predicted distance between the capsule and the colon wall. Kxrf is a known scalar constant. Ixrf is the measured XRF photon flux. μxrf is a known XRF interaction probability. ρ is the contrast agent concentration.
コンプトン後方散乱(COMP)について、カプセルと大腸壁との間の距離を記述する方程式は、検出される光子束の関数として、以下のようになる。
Lcomp=Kcomp*(Ln(1-Icomp)/-μcomp*ρ)
式中、Lcompは、カプセルと大腸壁との間の予測距離である。Kcompは、既知のスカラ定数である。Icompは、測定されるコンプトン光子束である。μcompは、既知のコンプトン相互作用確率である。ρは、造影剤濃度である。
For Compton backscattering (COMP), the equation describing the distance between the capsule and the colon wall is as a function of the detected photon flux:
Lcomp = Kcomp * (Ln (1-Icomp) / − μcomp * ρ)
Where Lcomp is the predicted distance between the capsule and the colon wall. Kcomp is a known scalar constant. Icomp is the measured Compton photon flux. μcomp is the known Compton interaction probability. ρ is the contrast agent concentration.
大腸に沿った任意の点において、これら2つの予測値は、同一の真の距離を表すことから、2つの方程式は、同時に解くことができる。なぜなら、存在するのは2つの未知数のみ、すなわち、カプセルと大腸壁との間の真の距離Lおよび造影剤濃度(ρ)のみであるためである。 Since these two predicted values represent the same true distance at any point along the large intestine, the two equations can be solved simultaneously. This is because there are only two unknowns, namely the true distance L between the capsule and the colon wall and the contrast agent concentration (ρ).
L=Kxrf*[(Ln(Ixrf)/(-μxrf*ρ)]
(方程式1)
L=Kcomp*[Ln(1-Icomp)/(-μcomp*ρ)]
(方程式2)
大腸は、膨起と呼ばれる領域に区分される。一例では、各膨起内では、造影剤濃度はおおよそ一定のままである。造影剤の濃度は、一例では、隣接する膨起間で変化する。一例として、各膨起の長さは、20mm〜40mmである。いくつかの実施形態では、複数の測定が各膨起内で行われ、その膨起に対する平均造影剤濃度が提供される。一例として、上記にて提供される連立方程式は、膨起(例えば、大腸の20mm〜40mmの長さの区分における位置)内の複数の位置(例えば、2〜20または20〜40の測定値)からとられた平均XRFおよびコンプトン光子束測定値が使用されて、各膨起に対し解かれる。各膨起内では、造影剤は、実質的に変化していないと仮定することができ、平均光子束を使用する連立方程式が解かれ、その膨起に対する平均造影剤濃度が提供される。一例として、次いで、造影剤濃度に対し、膨起それぞれの個々の測定値について、膨起の平均造影剤濃度が使用される。方程式1および2が解かれ、大腸壁からカプセルまでの距離が提供される。
L = Kxrf * [(Ln (Ixrf) / (− μxrf * ρ)]
(Equation 1)
L = Kcomp * [Ln (1-Icomp) / (− μcomp * ρ)]
(Equation 2)
The large intestine is divided into regions called bulges. In one example, within each bulge, the contrast agent concentration remains approximately constant. In one example, the concentration of the contrast agent varies between adjacent bulges. As an example, the length of each bulge is 20 mm to 40 mm. In some embodiments, multiple measurements are made within each bulge to provide an average contrast agent concentration for that bulge. As an example, the simultaneous equations provided above can be derived from a plurality of positions (eg, 2-20 or 20-40 measurements) within a bulge (eg, a position in the 20 mm to 40 mm length segment of the large intestine). The average XRF and Compton photon flux measurements taken from are used to solve for each bulge. Within each bulge, it can be assumed that the contrast agent has not changed substantially, and a simultaneous equation using the average photon flux is solved to provide the average contrast agent concentration for that bulge. As an example, the average contrast agent concentration of the bulge is then used for each individual measurement of the bulge with respect to the contrast agent concentration. Equations 1 and 2 are solved to provide the distance from the colon wall to the capsule.
いくつかの実施形態では、例えば、2〜20または20〜40のXRFおよびコンプトン光子束の測定値の移動平均が、大腸の長さ20mm〜40mm毎に計算される。コンプトン光子束およびXRF光子束の各平均に対し、平均の標準偏差が計算される。一例では、平均光子束の標準偏差は、カプセルが1つの膨起から次の膨起に移動する際に変化する。いくつかの実施形態では、アルゴリズムにより、移動平均測定値の標準偏差の変化を検出することによって、同一膨起内からとられる測定値に対応する一式の平均測定値が判断される。次いで、その膨起に対し、前述に開示される連立方程式を解くことによって、その膨起内の平均造影剤濃度が判断される。 In some embodiments, for example, a moving average of 2-20 or 20-40 XRF and Compton photon flux measurements is calculated every 20-40 mm of colon length. For each average of the Compton and XRF photon flux, the standard deviation of the mean is calculated. In one example, the standard deviation of the average photon flux changes as the capsule moves from one bulge to the next. In some embodiments, the algorithm determines a set of average measurements corresponding to measurements taken from within the same bulge by detecting changes in the standard deviation of the moving average measurements. The average contrast agent concentration in the bulge is then determined by solving the simultaneous equations disclosed above for that bulge.
本発明の範囲は、以下の出願に記載される実施形態を含み、参照することによって、本明細書に組み込まれる。ある実施形態では、以下の出願のうちの1つ以上に記載される技術および装置が、本明細書に記載の技術および装置と組み合わせられる。 The scope of the present invention includes the embodiments described in the following applications and is incorporated herein by reference. In certain embodiments, the techniques and apparatus described in one or more of the following applications are combined with the techniques and apparatus described herein.
・2004年12月16日出願の国際特許出願第PCT/IL2004/001140号「Intra-lumen polyp detection」、またはその国内移行出願である米国特許出願第10/596,065号、
・2003年12月17日出願の米国特許仮出願第60/531,690号「Intra lumen polyp detection」、および/または
・2004年3月31日出願の米国特許仮出願第60/559,695号「Intra-lumen polyp detection」
当業者は、本発明が、前述に図示および記述されたものに特に限定されないことを理解するであろう。むしろ、本発明の範囲は、前述の種々の特徴、ならびに従来技術にはない、その特徴の変形例および修正の組み合わせおよび副次的組み合わせの両方を含み、それは前述の説明を熟読することによって、当業者には明白となるであろう。
International Patent Application No. PCT / IL2004 / 001140 “Intra-lumen polyp detection” filed on December 16, 2004, or US Patent Application No. 10 / 596,065, which is a national transition application thereof,
US Provisional Patent Application No. 60 / 531,690 “Intra lumen polyp detection” filed December 17, 2003, and / or US
Those skilled in the art will appreciate that the present invention is not particularly limited to that shown and described above. Rather, the scope of the present invention includes both the various features described above, as well as combinations and subcombinations of features and modifications not found in the prior art, by reading the foregoing description, It will be apparent to those skilled in the art.
Claims (58)
放射線を放射するように構成される少なくとも1つの放射線源と、
前記筐体に対し回転し、前記放射線源によって放射される前記放射線を平行にするように構成される、回転式コリメータと、
前記放射される放射線に応じて発生する光子を検出するように構成される、少なくとも1つの光子検出器と、を有し、被験者によって嚥下されて前記被験者の胃腸管を通過するように構成されるカプセルと、
前記被験者の胃腸管の臨床的特徴を識別するための有用情報を生成するために前記光子に関するデータを分析するように構成される制御ユニットと、
を備える装置。 A capsule housing;
At least one radiation source configured to emit radiation;
A rotating collimator configured to rotate relative to the housing and to collimate the radiation emitted by the radiation source;
At least one photon detector configured to detect photons generated in response to the emitted radiation and configured to be swallowed by the subject and pass through the gastrointestinal tract of the subject. Capsules,
A control unit configured to analyze data relating to the photons to generate useful information for identifying clinical characteristics of the gastrointestinal tract of the subject;
A device comprising:
前記第1の信号を処理し、前記第1の信号が検出された領域における前記胃腸管の第1の画像を生成し、
前記第2の信号を処理し、前記第2の信号が検出された領域における前記胃腸管の第2の画像を生成し、
前記第1の画像および第2の画像を比較することによって、前記カプセルの移動を検出するように構成される制御ユニットと、
を備える装置。 A capsule configured to be swallowed by a subject, emitting radiation, and correspondingly detecting a first signal and a second signal in the subject's gastrointestinal tract;
Processing the first signal to generate a first image of the gastrointestinal tract in a region where the first signal is detected;
Processing the second signal to generate a second image of the gastrointestinal tract in a region where the second signal is detected;
A control unit configured to detect movement of the capsule by comparing the first image and the second image;
A device comprising:
前記ベータ放射線源から放射される放射線に応じて発生する光子を検出するように構成される、少なくとも1つの光子検出器と、
を備え、被験者によって嚥下されるように構成されるカプセルと、
前記検出された光子に関するデータを分析することによって前記カプセル近傍の組織密度の示度を導出するように構成される制御ユニットと、
を備える装置。 At least one beta radiation source;
At least one photon detector configured to detect photons generated in response to radiation emitted from the beta radiation source;
A capsule configured to be swallowed by a subject;
A control unit configured to derive an indication of tissue density near the capsule by analyzing data relating to the detected photons;
A device comprising:
前記制御ユニットは、前記検出された光子に関するデータと、前記検出された電子に関するデータとを分析することによって、前記カプセル近傍の組織密度の示度を導出するように構成される、請求項9に記載の装置。 At least one electron detector configured to detect electrons generated in response to radiation emitted from the beta radiation source;
The control unit is configured to derive an indication of tissue density near the capsule by analyzing data relating to the detected photons and data relating to the detected electrons. The device described.
前記ベータ放射線源から放射される放射線に応じて発生する電子を検出するように構成される少なくとも1つの電子検出器と、
を備え、被験者によって嚥下されるように構成されるカプセルと、
前記検出された電子に関するデータを分析することによって、前記カプセル近傍の組織密度の示度を導出するように構成される制御ユニットと、
を備える装置。 At least one beta radiation source;
At least one electron detector configured to detect electrons generated in response to radiation emitted from the beta radiation source;
A capsule configured to be swallowed by a subject;
A control unit configured to derive an indication of tissue density near the capsule by analyzing data relating to the detected electrons;
A device comprising:
前記放射線源によって放射される放射線に応じて発生するコンプトン後方散乱光子を検出するように構成される、少なくとも1つの光子検出器と、
を備え、被験者によって嚥下されるように構成されるカプセルと、
前記検出されたコンプトン後方散乱光子に関するデータを分析して、前記カプセル近傍の組織密度の示度を導出することによって、a)管状および絨毛状のポリープと、b)腫瘍性ポリープとを区別するように構成される制御ユニットと、
を備える装置。 At least one radiation source configured to emit radiation;
At least one photon detector configured to detect Compton backscattered photons generated in response to radiation emitted by the radiation source;
A capsule configured to be swallowed by a subject;
Analyzing data on the detected Compton backscattered photons to derive an indication of tissue density near the capsule to differentiate between a) tubular and villi-like polyps and b) neoplastic polyps A control unit configured with:
A device comprising:
前記放射線源によって放射される放射線に応じて発生するコンプトン後方散乱光子およびXRF光子を検出するように構成される少なくとも1つの光子検出器と、
を備え、被験者によって嚥下されるように構成されるカプセルと、
前記検出されたコンプトン後方散乱光子およびXRF光子に関するデータを分析して、前記カプセル近傍の組織密度の示度を導出することによって、a)管状および絨毛状のポリープと、b)腫瘍性ポリープとを区別するように構成される制御ユニットと、
を備える装置。 At least one radiation source configured to emit radiation;
At least one photon detector configured to detect Compton backscattered photons and XRF photons generated in response to radiation emitted by the radiation source;
A capsule configured to be swallowed by a subject;
Analyzing data on the detected Compton backscattered photons and XRF photons to derive an indication of tissue density near the capsule, thereby a) tubular and villi-like polyps, and b) neoplastic polyps. A control unit configured to distinguish;
A device comprising:
前記放射線源によって放射される放射線に応じて発生する電子を検出するように構成される少なくとも1つの検出器と、
を備え、被験者によって嚥下されるように構成されるカプセルと、
前記検出されたベータ放射線に関するデータを分析して、前記カプセル近傍の組織密度の示度を導出することによって、a)管状および絨毛状のポリープと、b)腫瘍性ポリープとを区別するように構成される制御ユニットと、
を備える装置。 At least one radiation source configured to emit radiation;
At least one detector configured to detect electrons generated in response to radiation emitted by the radiation source;
A capsule configured to be swallowed by a subject;
Configured to distinguish between a) tubular and villous polyps and b) neoplastic polyps by analyzing data relating to the detected beta radiation and deriving an indication of tissue density near the capsule A control unit,
A device comprising:
前記放射線源によって放射される放射線に応じて発生する電子および光子を検出するように構成される少なくとも1つの検出器と、
を備え、被験者によって嚥下されるように構成されるカプセルと、
前記検出されたベータ放射線に関するデータを分析して、前記カプセル近傍の組織密度の示度を導出することによって、a)管状および絨毛状のポリープと、b)腫瘍性ポリープとを区別するように構成される制御ユニットと、
を備える装置。 At least one radiation source configured to emit radiation;
At least one detector configured to detect electrons and photons generated in response to radiation emitted by the radiation source;
A capsule configured to be swallowed by a subject;
Configured to distinguish between a) tubular and villous polyps and b) neoplastic polyps by analyzing data relating to the detected beta radiation and deriving an indication of tissue density near the capsule A control unit,
A device comprising:
非回転時は前記放射線源を被覆するように構成され、閾値を超える回転速度での回転時は前記放射線源を露出させるように構成される回転式シールドと、
を備え、被験者によって嚥下されるように構成されるカプセルと、
前記閾値を超える回転速度で前記シールドを回転させ得るように構成される制御ユニットと、
を備える装置。 A radiation source;
A rotary shield configured to cover the radiation source when non-rotating and configured to expose the radiation source when rotated at a rotational speed exceeding a threshold;
A capsule configured to be swallowed by a subject;
A control unit configured to rotate the shield at a rotational speed exceeding the threshold;
A device comprising:
前記それぞれのRFパルスを検出するように構成される第2のアンテナと、
を備え、被験者によって嚥下されて前記被験者の胃腸管を進行するように構成されるカプセルと、
前記検出された第1のRFパルスおよび第2のRFパルスの変化に応じて、前記胃腸管を通る前記カプセルの移動を識別するように構成される制御ユニットと、
を備える装置。 A first antenna configured to emit a first RF pulse and a second RF pulse, respectively, at a first time and a second time while the capsule is in the gastrointestinal tract;
A second antenna configured to detect the respective RF pulses;
A capsule configured to be swallowed by the subject and advanced through the subject's gastrointestinal tract;
A control unit configured to identify movement of the capsule through the gastrointestinal tract in response to changes in the detected first and second RF pulses;
A device comprising:
前記第1の時間および第2の時間に前記電極間を流れる電流の変化に応じて、前記胃腸管を通る前記カプセルの移動を識別するように構成される制御ユニットと、
を備える装置。 While the capsule is in the gastrointestinal tract, it has two electrodes configured to produce a voltage drop between a first time and a second time, and is swallowed by the subject to A capsule configured to travel;
A control unit configured to identify movement of the capsule through the gastrointestinal tract in response to changes in current flowing between the electrodes at the first time and second time;
A device comprising:
前記検出される配置に応じて、前記カプセルが前記被験者の肛門から排出されたことを判断するように構成される制御ユニットと、
を備える装置。 A capsule having a sensor configured to detect the placement of the capsule and configured to travel through the subject's gastrointestinal tract as swallowed by the subject;
A control unit configured to determine that the capsule has been expelled from the anus of the subject in response to the detected arrangement;
A device comprising:
前記制御ユニットは、前記カプセルが前記被験者の肛門から排出された旨の検出に応じて、検出された前記データを前記カプセルからダウンロードするように構成される、
請求項25に記載の装置。 The capsule is configured to acquire data regarding the gastrointestinal tract while traveling through the gastrointestinal tract;
The control unit is configured to download the detected data from the capsule in response to detecting that the capsule has been expelled from the anus of the subject.
26. The device of claim 25.
前記放射線源から放射される放射線に応じて発生する光子を検出するように構成される、少なくとも1つの光子検出器と、
を備え、被験者によって嚥下されて前記被験者の胃腸管を通過するように構成される
カプセルと、
前記検出された光子に関するデータを分析することによって、前記被験者の胃腸管内にあるポリープであって茎状部を伴うポリープと茎状部を伴わないポリープとを区別するように構成される制御ユニットと、
を備える装置。 At least one radiation source and at least one photon detector configured to detect photons generated in response to radiation emitted from the radiation source;
A capsule configured to be swallowed by a subject and passed through the subject's gastrointestinal tract;
A control unit configured to distinguish between polyps with stalks and polyps without stalks in the gastrointestinal tract of the subject by analyzing data relating to the detected photons; ,
A device comprising:
前記放射線源によって放射される放射線に応じて発生するコンプトン後方散乱光子およびXRF光子を検出するように構成される少なくとも1つの光子検出器と、
を備え、被験者によって嚥下されて前記被験者の大腸を通過するように構成されるカプセルと、
(a)前記大腸に沿った複数の密集点で検出された光子のコンプトン光子束およびXRF光子束を分析し、
(b)前記被験者の大腸内の前記密集点における前記造影剤の濃度変化の低さ度合いを推測することによって、前記カプセルと前記大腸壁との間の距離を予測する、
ように構成される制御ユニットと、
を備える装置。 At least one radiation source configured to emit radiation;
At least one photon detector configured to detect Compton backscattered photons and XRF photons generated in response to radiation emitted by the radiation source;
A capsule configured to be swallowed by the subject and pass through the subject's large intestine;
(A) analyzing the Compton and XRF photon bundles of photons detected at a plurality of dense points along the large intestine;
(B) predicting the distance between the capsule and the large intestine wall by estimating the degree of low concentration change of the contrast agent at the dense point in the large intestine of the subject,
A control unit configured as
A device comprising:
少なくとも1つの回転式コリメータを回転させることによって、前記胃腸管の一部分の周囲に前記放射線を指向するステップと、
前記放射される放射線に応じて発生する光子を検出するステップと、
前記検出された光子に関するデータを分析することによって、前記被験者の胃腸管の臨床的特徴を識別するための有用情報を生成するステップと、
を備える方法。 Emitting radiation from within the subject's gastrointestinal tract;
Directing the radiation around a portion of the gastrointestinal tract by rotating at least one rotary collimator;
Detecting photons generated in response to the emitted radiation;
Generating useful information for identifying clinical characteristics of the subject's gastrointestinal tract by analyzing data relating to the detected photons;
A method comprising:
前記カプセルが前記被験者の胃腸管内にある間、前記カプセルから放射線を放射するステップと、
前記放射される放射線に応じて、前記被験者の胃腸管内の第1の信号および第2の信号を検出するステップと、
前記第1の信号を処理し、前記第1の信号が検出された領域における前記胃腸管の第1の画像を生成するステップと、
前記第2の信号を処理し、前記第2の信号が検出された領域における前記胃腸管の第2の画像を生成するステップと、
前記第1の画像および第2の画像を比較することによって、前記カプセルの移動を検出するステップと、
を備える方法。 Administering a capsule to a subject, wherein the capsule is configured to be swallowed by the subject;
Emitting radiation from the capsule while the capsule is in the subject's gastrointestinal tract;
Detecting a first signal and a second signal in the gastrointestinal tract of the subject in response to the emitted radiation;
Processing the first signal to generate a first image of the gastrointestinal tract in a region where the first signal is detected;
Processing the second signal to generate a second image of the gastrointestinal tract in a region where the second signal is detected;
Detecting the movement of the capsule by comparing the first image and the second image;
A method comprising:
前記放射されるベータ放射線に応じて発生する光子を検出するステップと、
前記検出された光子に関するデータを分析することによって、前記ベータ放射線の放射部位近傍の組織密度の示度を導出するステップと、
を備える方法。 Emitting beta radiation from within the subject's gastrointestinal tract;
Detecting photons generated in response to the emitted beta radiation;
Deriving an indication of tissue density near the radiation site of the beta radiation by analyzing data relating to the detected photons;
A method comprising:
前記組織密度の示度を導出するステップは、前記検出された電子および前記検出された光子に関するデータを分析することによって、前記放射部位近傍の前記組織密度の示度を導出するステップを含む、請求項37に記載の方法。 Detecting electrons generated in response to the emitted beta radiation;
Deriving the tissue density reading comprises deriving the tissue density reading near the radiation site by analyzing data regarding the detected electrons and the detected photons. Item 38. The method according to Item 37.
前記放射されるベータ放射線に応じて発生する電子を検出するステップと、
前記検出された電子に関するデータを分析することによって、前記ベータ放射線の放射部位近傍の組織密度の示度を導出するステップと、
を備える方法。 Emitting beta radiation from within the subject's gastrointestinal tract;
Detecting electrons generated in response to the emitted beta radiation;
Deriving an indication of tissue density near the radiation site of the beta radiation by analyzing data relating to the detected electrons;
A method comprising:
前記放射される放射線に応じて発生する電子を検出するステップと、
前記放射される放射線に応じて発生する光子を検出するステップと、
前記検出された電子および前記検出された光子に関するデータを分析することによって、前記被験者の胃腸管の臨床的特徴を識別するための有用情報を生成するステップと、
を備える方法。 Emitting radiation from within the subject's gastrointestinal tract;
Detecting electrons generated in response to the emitted radiation;
Detecting photons generated in response to the emitted radiation;
Generating useful information for identifying clinical characteristics of the gastrointestinal tract of the subject by analyzing data relating to the detected electrons and the detected photons;
A method comprising:
前記放射される放射線に応じて発生するコンプトン後方散乱光子を検出するステップと、
前記検出されたコンプトン後方散乱光子に関するデータを分析して前記放射線の放射部位近傍の組織密度の示度を導出することによって、a)管状および絨毛状のポリープと、b)腫瘍性ポリープとを区別するステップと、
を備える、方法。 Emitting radiation from within the subject's gastrointestinal tract;
Detecting Compton backscattered photons generated in response to the emitted radiation;
Distinguish between a) tubular and villous polyps and b) neoplastic polyps by analyzing data on the detected Compton backscattered photons to derive an indication of tissue density near the radiation emission site And steps to
A method comprising:
前記放射される放射線に応じて発生するコンプトン後方散乱光子およびXRF光子を検出するステップと、
前記検出されたコンプトン後方散乱光子およびXRF光子に関するデータを分析して、前記放射線の放射部位近傍の組織密度の示度を導出することによって、a)管状および絨毛状のポリープと、b)腫瘍性ポリープとを区別するステップと、
を備える方法。 Emitting radiation from within the subject's gastrointestinal tract;
Detecting Compton backscattered photons and XRF photons generated in response to the emitted radiation;
By analyzing data on the detected Compton backscattered photons and XRF photons to derive an indication of tissue density near the radiation emission site, a) tubular and villous polyps, and b) neoplastic A step of distinguishing from a polyp;
A method comprising:
前記放射される放射線に応じて発生する電子を検出するステップと、
前記検出された電子に関するデータを分析して前記放射線の放射部位近傍の組織密度の示度を導出することによって、a)管状および絨毛状のポリープと、b)腫瘍性ポリープとを区別するステップと、
を備える方法。 Emitting radiation from within the subject's gastrointestinal tract;
Detecting electrons generated in response to the emitted radiation;
Distinguishing between a) tubular and villous polyps and b) neoplastic polyps by analyzing data on the detected electrons and deriving an indication of tissue density near the radiation site of the radiation; ,
A method comprising:
前記カプセルが前記被験者の胃腸管内にある間、閾値を超える回転速度で前記シールドを回転させることによって前記放射線源を露出させるステップと、
を備える方法。 Administering a capsule to a subject, the capsule having a radiation source covered by a shield;
Exposing the radiation source by rotating the shield at a rotational speed that exceeds a threshold while the capsule is in the gastrointestinal tract of the subject;
A method comprising:
前記カプセルが前記胃腸管内にある間、前記第1のアンテナから第1のRFパルスおよび第2のRFパルスを放射するステップと、
前記第2のアンテナによって、前記RFパルスを検出するステップと、
前記検出された第1のRFパルスおよび第2のRFパルスの変化に応じて、前記胃腸管を通る前記カプセルの移動を認識するステップと、
を備える方法。 Administering a capsule to a subject, wherein the capsule is configured to be swallowed by the subject to travel through the subject's gastrointestinal tract, the capsule having a first antenna and a second antenna; Steps,
Radiating a first RF pulse and a second RF pulse from the first antenna while the capsule is in the gastrointestinal tract;
Detecting the RF pulse by the second antenna;
Recognizing movement of the capsule through the gastrointestinal tract in response to changes in the detected first and second RF pulses;
A method comprising:
前記カプセルが前記胃腸管内にある間、第1の時間および第2の時間において、前記カプセルの周囲に電場を生じさせるステップと、
前記第1の時間および第2の時間における前記電場の特性を検出するステップと、
前記検出された特性の変化に応じて、前記胃腸管を通る前記カプセルの移動を認識するステップと、
を備える方法。 Administering a capsule to a subject, wherein the capsule is configured to be swallowed by the subject to travel through the subject's gastrointestinal tract, the capsule having a first antenna and a second antenna; Steps,
Generating an electric field around the capsule at a first time and a second time while the capsule is in the gastrointestinal tract;
Detecting the characteristics of the electric field at the first time and the second time;
Recognizing movement of the capsule through the gastrointestinal tract in response to a change in the detected property;
A method comprising:
前記カプセルの配置を検出することによって、前記カプセルが前記被験者の肛門から排出されたことを電子的に判断するステップと、
を備える、方法。 Administering a capsule to a subject, the capsule configured to be swallowed by the subject to travel through the subject's gastrointestinal tract;
Electronically determining that the capsule has been expelled from the subject's anus by detecting the placement of the capsule;
A method comprising:
前記カプセルが前記被験者の肛門から排出された旨の検出に応じて、前記取得したデータを前記カプセルからダウンロードするステップと、
をさらに備える請求項52に記載の方法。 Obtaining data about the gastrointestinal tract while the capsule passes through the gastrointestinal tract;
In response to detecting that the capsule has been expelled from the subject's anus, downloading the acquired data from the capsule;
53. The method of claim 52, further comprising:
前記放射される放射線に応じて発生する光子を検出するステップと、
前記検出された光子に関するデータを分析することによって、前記被験者の胃腸管内のポリープであって茎状部を伴うポリープと茎状部を伴わないポリープとを区別するステップと、
を備える方法。 Emitting radiation from within the gastrointestinal tract of a subject, wherein the radiation is selected from the group consisting of x-ray radiation, gamma radiation, and beta radiation;
Detecting photons generated in response to the emitted radiation;
Distinguishing between polyps with stalks and polyps without stalks in the gastrointestinal tract of the subject by analyzing data on the detected photons;
A method comprising:
前記被験者にカプセルを投与するステップであって、前記カプセルは、前記被験者によって嚥下されて前記被験者の大腸を進行するように構成される、ステップと、
前記被験者の大腸内において、前記造影剤を通して前記カプセルから放射線を放射するステップと、
前記大腸に沿った複数の密集点にて放射される放射線に応じて発生するコンプトン後方散乱光子およびXRF光子の光子束を検出するステップと、
前記検出されたコンプトンおよびXRF光子束を分析し、前記被験者の大腸内の前記密集点における前記造影剤の濃度変化の低さ度合いを推測することによって、前記カプセルと前記大腸壁との間の距離を判断するステップと、
を備える方法。 Administering a contrast agent to the subject;
Administering a capsule to the subject, the capsule configured to be swallowed by the subject to advance through the subject's large intestine;
Radiating radiation from the capsule through the contrast agent in the large intestine of the subject;
Detecting a photon bundle of Compton backscattered photons and XRF photons generated in response to radiation emitted at a plurality of dense points along the large intestine;
The distance between the capsule and the colon wall is analyzed by analyzing the detected Compton and XRF photon flux and inferring the low degree of concentration change of the contrast agent at the dense point in the subject's colon. A step of determining
A method comprising:
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